SILIMOD

Bisher kleinster elektro-optischer Modulator realisiert als Wellenleiter-Resonator auf Basis photonischer Kristalle mit einer Länge von 8 ?m und einem Querschnitt von 220 x 450 nm.

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Die Bewältigung des weltweit stark zunehmenden Datenverkehrs stellt für unsere Gesellschaft eine zentrale Herausforderung dar. Um die Datenübertragungskapazitäten weiter zu erhöhen, werden die Kupfer-basierten Leitungen durch schnelle, energieeffiziente optische Übertragungssysteme ersetzt. Dabei dringen optische Systeme immer weiter in die kurzreichweitigen Bereiche, wie Server-, Computerperipherie- und Chip-Kommunikation vor. Für diese Massenmärkte sind extrem kostengünstige Lösungen gefordert. Durch die Integration sowohl photonischer als auch mikroelektronischer Schaltkreise auf einem einzigen Silizium-Chip lassen sich komplexe hochintegrierte optische Sender-Empfängermodule (Transceiver) realisieren, welche für die Schnittstelle zwischen der optischen Übertragungsleitung und der datenverarbeitenden Mikroelektronik benötigt werden. Durch Nutzung der hochentwickelten CMOS-Produktionslinien können Silizium-basierte Transceiver in großen Stückzahlen zu sehr geringen Modulkosten hergestellt werden. Die wesentliche Schlüsselkomponente für optische Transceiver ist der elektro-optische Modulator, der die digitale elektrische Information in ein optisch moduliertes Signal umwandelt. Bisher konnte für eine solche integrierte Modulator-Einheit keine kosteneffiziente und zugleich technisch zufriedenstellende Lösung gefunden werden. Dem Team aus Physikern und Ingenieuren des Institut für Optik und Atomare Physik der Technischen Universität Berlin in Kooperation mit dem Leibniz-Institut IHP GmbH in Frankfurt (Oder) ist es nun gelungen, durch ein innovatives Design den bisher kleinsten elektro-optischen Modulator zu demonstrieren, der Modulationsgeschwindigkeiten von 25 Gigabit pro Sekunde ermöglicht. Die Modulatoren haben eine minimale Länge von acht Mikrometern und sind damit etwa so groß wie ein rotes Blutkörperchen. Besondere Merkmale sind ihre hohe Temperaturstabilität und der äußerst geringe Energieverbrauch. Die Fabrikationstechnologie des Partners IHP eignet sich in einzigartiger Weise für die Herstellung photonischer Komponenten in Silizium [2]. Bei erfolgreicher Validierung steht ein zentrales Bauelement für Photonisch-Integrierte-Schaltkreise zur Verfügung, mit denen sich die Transceiver der Zukunft realisieren lassen.